SOHOs banebrydende 25 år i kredsløb

ESA-NASA Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) fejrer sit femogtyvende jubilæum for opsendelse.

To et halvt årtiers videnskabelige opdagelse er en vigtig milepæl for enhver rummission. Men da rumfartøjet i hjertet af fejringen kun var designet til at holde i to år, og opererer fra et område uden for Jordens beskyttende magnetosfære, det er en ulegeret triumf i rumforskningens historie.

SOHO blev opsendt den 2. december 1995. Den er stationeret 1,5 millioner kilometer tættere på Solen end Jorden, hvorfra den nyder uafbrudt udsigt over vores stjerne.

Missionen blev lanceret med tre videnskabelige mål for øje. Den første var at studere dynamikken og strukturen i solens indre. Den anden var at studere hvorfor Solens ydre atmosfære, kendt som corona, er så meget varmere end dens overflade, og den tredje var at studere, hvor og hvordan solvinden af ​​partikler accelereres.

Næsten 6000 artikler er nu dukket op i refererede tidsskrifter baseret på SOHO-data, mange af dem repræsenterer betydelige fremskridt i vores forståelse af de oprindelige mål.

Udover at undersøge, hvordan Solen fungerer, SOHO er den mest produktive opdager af kometer i astronomisk historie, efter at have set mere end 4000 af disse iskolde miniverdener i løbet af solens del af deres rejser.

Men måske det vigtigste aspekt af SOHOs arbejde har været noget, der først lige var ved at blive fremtrædende på tidspunktet for dets opsendelse:studiet af rumvejr.

Rumvejr er betegnelsen for forstyrrelser i solvinden; den konstante strøm af elektrisk ladede partikler, der udstødes fra Solens korona. Store begivenheder i coronaen, kendt som koronale masseudstødninger, eller CME'er, kan drive milliarder af tons af disse partikler ud i rummet med millioner af kilometer i timen.

Hvis Jorden ligger i vejen for en CME, det kan udløse en stor geomagnetisk storm, hvor satellitter kan blive beskadiget, afbrudt telekommunikation, astronauter truet og elledninger udsat for farlige stigninger i elektriske strømme. Tilsammen er disse begivenheder og deres konsekvenser i daglig tale blevet betegnet som solstorme.

"Grunden til, at SOHO flyver nu, er for rumvejrforskning - for at forstå, hvordan Solen påvirker jorden, siger Bernhard Fleck, ESA's SOHO-projektforsker og missionsleder.

SOHO har været en game changer i studiet af rumvejr, fordi det spiller en afgørende rolle i forudsigelsen af ​​potentielt farlige solstorme. Dette skyldes, at SOHO bærer instrumentet Large Angle and Spectrometric Coronagraph (LASCO), som studerer strukturen og adfærden af ​​den spinkle korona ved at skabe en kunstig solformørkelse. Ved at gøre dette, operatører og rumvejrssultere på Jorden kan se, når solstorme er på vej til os, en til tre dage før de ankommer.

Der har været en række andre solmissioner lanceret siden SOHO. For eksempel, NASA lancerede Solar Dynamics Observatory og senest Parker Solar Probe. For sin del, ESA har nu Solar Orbiter. Og alligevel forbliver SOHO unik, fordi den bærer den eneste koronagraf på Sol-Jord-linjen, og det gør det uvurderligt.

SOHOs 25-årige mission har ikke været uden hændelser. To et halvt år efter lanceringen, den 25. juni 1998, missionen sluttede næsten under en rutinemæssig rumfartøjsmanøvre. Kontakten gik tabt, og nogle afskrev SOHO som tabt for altid. Imidlertid, holdet nægtede at overgive sig, og efter omhyggeligt arbejde over en periode på tre måneder, det lykkedes dem at bringe missionen online igen i slutningen af ​​september.

Efter en periode med genindsættelse af rumfartøjet og dets tolv instrumenter - som alle overlevede på trods af de ekstreme temperaturer, de led under blackoutet - var missionen helt online igen i begyndelsen af ​​november. Men problemerne var ikke forbi endnu.

Ved udgangen af ​​næste måned, alle tre af rumfartøjets gyroskoper havde fejlet, antænde et nyt kapløb med tiden for at redde missionen.

Der blev udviklet ny software, der kunne styre SOHO uden behov for gyroskoper. Installeret i februar 1999, koden tillod rumfartøjet igen at vende tilbage til fuld videnskabelig drift. I processen, dette gjorde SOHO til det første rumfartøj, der blev stabiliseret i tre akser uden gyroskoper.

På trods af disse problemer, SOHO er forblevet en trofast på ESA-listen lige siden. Ingeniører har holdt rumfartøjet sundt og velfungerende, med alle dets instrumenter, der fungerer godt, og forudsat at der ikke er større fejl i de kommende år, rumfartøjet kunne nå sit 30 års jubilæum.

Bernhard tror på, at SOHOs mission slutter i 2025, efter at et par efterfølgere missioner er taget til skyerne. Den ene er den såkaldte Space Weather Follow-On-mission fra National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), den anden er NOAAs GOES-U satellit. Begge bærer koronagrafier og rumvejrovervågningsinstrumenter, der ser ud til at tage over fra SOHO.

ESA har også nye missioner i horisonten. Det studerer Lagrange-missionen, som ville fungere som et dedikeret rumvejrobservatorium for at advare om potentielt skadelig turbulens i vores moderstjerne. På kortere sigt, ESA's Proba-3 sigter mod opsendelse i 2023. Denne satellit vil teste en ny måde at studere Solens korona på, som markant forbedrer ydeevnen af ​​traditionelle koronagrafier.

Men inden da, der er stadig en masse fantastisk videnskab at se frem til fra SOHO. "Jeg vil sige, at de næste par år bliver mere spændende end de foregående ti år, siger Bernhard.

Dette skyldes, at SOHO kan integrere sine aflæsninger med dem fra Solar Orbiter og Parker Solar Probe for at give 'flerpunktsmålinger', der giver et mere komplet billede af vejrforholdene i rummet. For eksempel, SOHO kan se coronaen, som disse to missioner vil flyve igennem, giver dermed den kontekst, som Solar Orbiters og Parker Solar Probes grundsandheder kan indpasses i.

Og det er ikke kun de videnskabelige resultater, der fejres på dette jubilæum. SOHOs levetid er et varigt bevis på de teams af dedikerede personer, der byggede rumfartøjet og dets instrumenter for tre årtier siden. "Verden var meget anderledes for 30 år siden, alligevel byggede de et så solidt stykke hardware, at det stadig virker, og har instrumenter, der stadig er relevante, 30 år senere. Det er ret fantastisk, siger Bernhard.

Derefter, selvfølgelig, der er holdet, der kører rumfartøjet. "De har drevet missionen dag ud og dag ind i 25 år, selv under de vanskelige forhold under COVID-19-pandemien i det sidste år, det er sådan en ekstraordinær præstation, siger Bernhard.

Især da teknologien konstant ændrer sig, og derfor er teamet forpligtet til at blive ved med at tilpasse deres praksis til moderne krav. "SOHO er baseret på deres engagement, dedikation og flid, siger Bernhard.

Kort sagt, SOHO har ikke kun ændret den måde, vi tænker om Solen på, gennem den fantastiske mængde af viden og forståelse, det har givet, men det har også etableret planen for, hvordan vi studerer rumvejr for at holde Jorden og dens teknologi sikker.

Uanset hvornår missionen slutter, dens plads i historiebøgerne er sikker.